НАНО+

Всем хорошо известно, что нанотехнологии прочно вошли в нашу жизнь, именно с ними связывают новую эру в развитии технологий.

Еще в 1959 году знаменитый американский физик-теоретик Ричард Фейнман говорил о том, что существует «поразительно сложный мир малых форм, а когда-нибудь (например, в 2000 году) люди будут удивляться тому, что до 1960 года никто не относился серьезно к исследованиям этого мира», а уже сегодня школьники – это сообщество начинающих исследователей, смело и осознанно выбирающих направления, связанные с нанотехнологиями, управлением в нанометровом масштабе свойствами объектов и материалов.

Листайте вправо, чтобы увидеть больше изображений

Например, наши старшеклассники вместе с научными сотрудниками химического кластера технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА, учеными-исследователями лаборатории супрамолекулярной химии и нанотехнологии органических материалов химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова вот уже несколько лет занимаются в кружке «НАНО+».

Сегодня мы вышли в финал по профилю «Наносистемы и наноинженерия». В прошлом году объектом изучения были квантовые точки, их применение в биологии и в медицине как метод идентификации заболеваний. В этом году продолжаем знакомиться с квантовыми точками, но уже в области солнечной энергетики.

Вот что об этом говорят ребята из команды «Катализатор»:
– В финале олимпиады НТИ нам необходимо будет провести синтез квантовых точек, собрать солнечную ячейку, зафиксировать ее показатели и постараться предложить способы по улучшению ее работы. Участие в олимпиаде НТИ дает возможность не только научиться решать теоретические задачи, но и провести интересный современный научный эксперимент – вживую увидеть плюсы применения наночастиц в солнечной энергетике.

В Московской предпрофессиональной олимпиаде тоже есть задачи, связанные с применением нанотехнологий, конечно, для нашего кружка они интересны в первую очередь. В этом году решали кейс «Разработка технологии изготовления флуоресцентной тест-системы из органических материалов». Данная задача представляет собой получение квантовых точек из доступных соединений – лимонная кислота, сахароза – с помощью микроволнового излучения (печь СВЧ). Затем исследовали одно из свойств этих систем – флуоресценцию, излучение света. Свечение позволило нам наблюдать за отдельными клетками на молекулярном уровне и системными процессами на уровне организма, именно благодаря этому квантовые точки могут найти применение в медицине, биологии, оптике.
Немного удивились, что свойства наносистем можно изучать с помощью простых манипуляций из доступных веществ!

Для нас, участников кружка «НАНО+», сегодня предоставляется много возможностей расширить свой кругозор в области нанотехнологий и на других городских площадках.
Вместе с ребятами-инженерами из других школ узнали много нового о квантовых точках на лекциях Надежды Анатольевны Никитиной, учителя химии, научного руководителя нашего кружка, которую она прочитала в рамках проекта «Школы-консультанты городских проектов. Инженерный класс в московской школе». Вместе задавали вопросы, спорили, обсуждали, искали ответы. Настоящий открытый диалог единомышленников!

В феврале 2021 года мы встретились с Е.В.Хайдуковым, кандидатом физико-математических наук, заведующим лабораторией лазерной биомедицины ИФТ ФНИЦ КиФ РАН, МГМУ.
Евгений Валерьевич как участник проекта «Ученые в школы», реализуемого в Год науки и технологий в рамках Всероссийского фестиваля науки Nauka 0+, лауреат Премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2020 год, прочитал лекцию «Нанотехнологии для медицины будущего». Простым, доступным языком он рассказал нам о новых возможностях такой отрасли, как наноинженерия. Именно наноинженерия призвана решить задачу создания нанообъектов с заданными характеристиками и разработать систематические подходы к управлению их свойствами. А это новая страница в медицине, необходимая для перехода к персонализированной медицине, призванной решить глобальные проблемы современного здравоохранения.

Для наших ребят эти вопросы уже не казались чем-то заоблачным и призрачным. Так, Елизавета С., ученица 10‑го академического класса, в работе «Синтез наночастиц оксидов железа для доставки эпирубицина» занимается вопросами направленной доставки лекарств за счет малых размеров и уникальных свойств частиц. Направленный транспорт позволяет повысить продолжительность и эффективность действия лекарства, снизить побочные эффекты.

Алена Б. изучает способы применения наноструктурированных электродов в качестве их возможного использования в глюкометрах, исследует вопросы увеличения чувствительности электродов за счет нанесения на поверхность наночастиц.

Также нанотехнологии могут решать и экологические задачи, например, Глеб З. в проекте «Удаление Cr(VI) и As(V) из водных растворов с помощью наночастиц магнетита и маггемита» пришел к выводу, что удаление вредных соединений увеличивается за счет свойств наноразмеров магнетита и маггемита по сравнению с объемными аналогами.

Интерес к поразительно сложному миру малых форм человечество проявляло давно.
Недавно прочитал фантастический очерк «Микроруки», написанный Борисом Житковым еще в 1931 году. Герой очерка изобрел истинные ультраруки, посредством которых пробрался «…в ту область, где ум человеческий теряет всякое представление о размерах». Сколько же возможностей для него открылось! Разглядеть внутреннее устройство насекомых, открыть тысячи новых материалов в уже известных, удалить мельчайшие ростки злокачественной опухоли из живого организма… Герой Бориса Житкова всего лишь пророчески мечтал, а современная наука пробралась по-настоящему в самую суть малых форм, для того чтобы сделать нашу жизнь чище, ярче, удобнее, чтобы она была длиннее и качественнее. И нам, московским школьникам, очень хорошо понятны слова Ральфа Меркле: «Нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией». А еще мы имеем возможность вместе с учеными проживать пусть еще совсем короткую, но настоящую жизнь открывателей. Для нас это важно, ведь совсем скоро нам предстоит определяться с профессией, вузом. Уверен, что для всех нас прикосновение к большой науке станет важным событием в выборе будущего.

Рустам Д., ученик 9‑го математического класса Школы на проспекте Вернадского